半导体装置及其制造方法与流程

本公开总体涉及一种氮化物基半导体装置。更具体地，本公开涉及一种具有掺杂氮化物基半导体层的氮化物基半导体装置，该掺杂氮化物基半导体层具有厚度不同的部分。

背景技术：

1、近年来，对高电子迁移率晶体管(hemt)的深入研究已经十分活跃，尤其是在大功率开关和高频率应用方面。iii-氮化物基hemt利用两种具有不同带隙的材料之间的异质结界面形成类似量子阱的结构，该结构容纳二维电子气体(2deg)区域，从而满足高功率/高频率装置的需求。除了hemt之外，具有异质结构的示例还包括异质结双极晶体管(hbt)、异质结场效应晶体管(hfet)和调制掺杂fet(modfet)。

2、关于氮化物基装置，如何减少/减轻栅极边缘附近强峰值电场引起的击穿现象已成为一个重要问题。当装置在高电压条件下操作时，很容易发生击穿现象，从而导致电性能和可靠性下降。因此，氮化物基装置的应用受到限制。

技术实现思路

1、根据本公开的一方面，提供一种半导体装置。一种氮化物基半导体装置包括第一氮化物基半导体层、第二氮化物基半导体层、掺杂氮化物基半导体层、栅极电极和保护层。第二氮化物基半导体层设置在第一氮化物基半导体层上并具有大于第一氮化物基半导体层的带隙的带隙。掺杂氮化物基半导体层设置在第二氮化物基半导体层之上。掺杂氮化物基半导体层具有第一部分和位于第一部分之上并且比第一部分窄的第二部分。栅极电极设置在掺杂氮化物基半导体层之上并且比第一部分窄。保护层设置在掺杂氮化物基半导体层和栅极电极之上。掺杂氮化物基半导体层的第一部分的顶表面被保护层覆盖，并且掺杂氮化物基半导体层的第一部分的侧壁不被保护层覆盖。

2、根据本公开的一方面，提供一种半导体装置。一种氮化物基半导体装置包括第一氮化物基半导体层、第二氮化物基半导体层、掺杂氮化物基半导体层、栅极电极、源极电极和漏极电极。第二氮化物基半导体层设置在第一氮化物基半导体层上并具有大于第一氮化物基半导体层的带隙的带隙。掺杂氮化物基半导体层设置在第二氮化物基半导体层之上。栅极电极设置在掺杂氮化物基半导体层之上并且比掺杂氮化物基半导体层窄。源极电极和漏极电极设置在第二氮化物基半导体层之上。从源极电极到掺杂氮化物基半导体层的距离小于从漏极电极到掺杂氮化物基半导体层的距离。

3、根据本公开的一方面，提供一种半导体装置的制造方法。该方法包括如下步骤。第一氮化物基半导体层被形成为设置在衬底之上。在第一氮化物基半导体层上形成第二氮化物基半导体层。在第二氮化物基半导体层之上形成掺杂氮化物基半导体层。在掺杂氮化物基半导体层上形成栅极电极，掺杂氮化物基半导体层的部分从栅极电极暴露。减薄掺杂氮化物基半导体层的暴露部分。形成覆盖掺杂氮化物基半导体层和栅极电极的保护层。去除保护层的部分，以暴露掺杂氮化物基半导体层。去除掺杂氮化物基半导体层从保护层暴露的部分。

4、通过上述构造，在本公开的实施例中，掺杂氮化物基半导体层被形成为具有不同厚度的部分，从而可以改变2deg浓度分布，从而实现均匀电分布。此外，半导体装置的击穿电压可以得到增强。

技术特征：

1.一种氮化物基半导体装置，包括：

2.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

3.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

4.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

5.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

6.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

7.根据前述权利要求中的任一项所述的半导体装置，其中，

8.根据前述权利要求中的任一项所述的半导体装置，其中，

9.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

10.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

11.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

12.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

13.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

14.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

15.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

16.一种半导体装置的制造方法，包括：

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

19.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

21.一种氮化物基半导体装置，包括：

22.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

23.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

24.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，进一步包括：

25.根据前述权利要求中任一项所述的半导体装置，其中，

技术总结
一种氮化物基半导体装置包括第一氮化物基半导体层、第二氮化物基半导体层、掺杂氮化物基半导体层、栅极电极和保护层。掺杂氮化物基半导体层具有第一部分和位于第一部分之上并且比第一部分窄的第二部分。栅极电极设置在掺杂氮化物基半导体层之上并且比第一部分窄。保护层设置在掺杂氮化物基半导体层和栅极电极之上。掺杂氮化物基半导体层的第一部分的顶表面被保护层覆盖，并且掺杂氮化物基半导体层的第一部分的侧壁不被保护层覆盖。

技术研发人员：饶剑,游政昇,杜卫星,张铭宏
受保护的技术使用者：英诺赛科（苏州）半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17